粉体技术导论期末复习重点资料

第一章 颗粒的几何形态特性

1、粒度是颗粒在空间范围所占大小的线性尺寸。

2、表示方式：1）、三轴径：以颗粒的长度l 、宽度b 、高度h 定义的粒度平均值称为三平均径。

2）、球当量径：把颗粒看成相当的球。

a 、与颗粒同体积的球的直径称为等体积球当量径36πV d V =

b 、与颗粒等表面积的球的直径称为等表面积球当量径πS

d S =

c 、与颗粒具有相同的表面积对体积比，即具有相同的体积比表面S V 的球的直径称为比表面积球当量径

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6S V V SV d d S S V

d ===

3）、圆当量径：以颗粒投影轮廓性质相同的园的直径表示粒度。

a 、与颗粒投影面积相等的园的直径称为投影园当量径πa d a 4=

b 、与颗粒投影图形周长相等的园的直径称为等周长园当量径。

πL

d L = 4）、统计平均径：平行于一定方向（用显微镜）测得的线度，故又称定向径。

a 、定方向径：沿一定方向测颗粒投影像的两平行线间的距离。

b 、定方向等分径：沿一定方向将颗粒投影像面积等分的线段长度。

c 、定向最大径：沿一定方向测定颗粒投影像，所得最大宽度的线段长度。

3、粒度分布：将粉末试样按粒度不同分为若干级，每一级粉末（按质量、按数量或按体积）所占的百分率。 粒度分布是表征多分散体系中颗粒大小不均一的程度。

★频度分布 任意粒度间隔内颗粒出现的频度。

★累计分布 以下的颗粒个数（质量）占总颗粒个数（质量）的百分比。

4、形状因子是一个无量纲的量，人们常用这个量的数值来表征颗粒的形状。其数值与颗粒的形状有关，故能在一定程度上表征形状对于标准形状（大多取球形）的偏离。

形状系数：有些形状因子反映着颗粒的体积、表面积乃至一定方向上的投影面积与某种规定的粒度的相应次方的关系，而这些次方的比例关系又常称为形状系数。

形状指数：形状指数与形状系数不同，它与具体物理想象无关，对颗粒外形本身，用各种数学式进行表达。

5、粒度的测量方法

1）、筛分析：让粉体试样通过一系列不同筛孔的标准筛，将其分离成若干个粒级。分别称重，求得以质量百分数表示的粒度分布。

筛分的优缺点：a 、优点：统计量大, 代表性强；便宜；重量分布。

b 、缺点：代表性差（下限38微米）；人为因素影响大；重复性差；非规则形状粒子误差；速度慢。

2）、显微镜法

显微镜是唯一观察和测量单个颗粒的方法，是测量粒度的最基本方法。利用它可以直接了解颗粒的大小、形状、表面形貌、颗粒结构状况（如空隙、疏松状况等）。

显微镜方法的优缺点：a 、优点：可直接观察粒子形状；可直接观察粒子团聚；光学显微镜便宜。

b 、缺点：代表性差；重复性差；测量投影面积直径；速度慢。

3）、光散射法：通过测量颗粒的散射光强或偏振情况、散射光通量或透过光的强度来确定粒度。

消光法：通过测量经颗粒群散射和吸收后光强度在入射方向上的衰减来确定粒度。

优点：具有快速、通过光电转换易实现测量和数据处理自动化的优点，还有单色性和方向性好等优点。

4）、激光粒度法：当光入射到颗粒时，会产生衍射，小颗粒衍射角大，而大颗粒衍射角小，某一衍射角的光强度与相应粒度的颗粒多少有关。

优点：测试操作简便快捷：放入分散介质和被测样品，启动超生发生器使样品充分分散，然后启动循环泵，实际的测试过程只有几秒钟。测试结果以粒度分布数据表、分布曲线、比表面积、D10、D50、D90等方式显示、打印和记录。

第二章颗粒群聚集特性

1、颗粒层填充结构是指粉体层内部颗粒在空间中的排列状态。颗粒层的排列状态是不均匀的，而存在着局部的填充结构变化，这对粉体现象有着很大的影响。两个极端的填充状态：最疏与最密填充状态。

2非均一球形颗粒的填充结构小颗粒的粒度越小，填充率越高；填充率随大、小颗粒混合比而变化；大颗粒质量比率为70%时，填充率最大。

3、影响颗粒填充的因素

1）壁效应：当颗粒填充容器时，在容器壁附近形成特殊的排列结构，这就称为壁效应。

壁效应是紧挨着壁的位置存在着相对高的孔隙率区域，这是由于壁和颗粒的曲率半径之间的差异而引起的。对于直壁容器，器壁的第一层是特殊排列的，斜壁的第二层起也要受壁效应的影响。

2）局部填充结构：a、空隙率分布壁附近空隙率变化较大，壁处空隙率最大，当壁距/球径超过3时，空隙率趋于一致。b、填充数密度分布填充数分别与空隙率分别应是一致的。c、接触点角度分布颗粒规则填充接触角分布时规则的，随机填充则为宽分布。

3）物料的含水量：潮湿物料由于颗粒表面吸附水，颗粒间形成所谓液桥力，而导致粒间附着力的增大，形成二次、三次粒子，即团粒。由于团粒尺寸较一次粒子大，同时内部保持松散的结构，致使整个物料堆积率下降。

4）颗粒形状：空隙率随颗粒园形度的降低而增高。在松散堆积时，有棱角的颗粒空隙率较大，与紧密堆积时正相反。表面粗糙度越高，空隙率越大。

5）粒度大小：a、无关—理想状态下，颗粒尺寸与空隙率无关。即理想球体的密堆积是与球体的直径无关的。

b、有关—粒度越小，空隙率越大。由于颗粒间的力发生团聚作用。

c、又无关—粒度超过临界值时，即与颗粒自重相比，凝聚力的作用可以忽略不计，颗粒堆积变化不大。

4、粉体中颗粒间的附着力：a、分子间引力（范德华引力）导致的颗粒间引力由颗粒所含分子间的相互引力引起。

b、颗粒所带异号静电荷引起的引力当介质为不良导体例如空气时，游或流动的固体颗粒或纤维往往由于相互撞击和摩擦，或由于放射性照射以及高压静电场等作用容易带静电荷。

c、附着水分的毛细管力附着水分是指两个颗粒接触点附近的毛细管水分。水的表面张力的收缩作用引起对两个颗粒之间的牵引力，称为毛细管力。

d、磁性力在由微小颗粒形成的磁性材料中,当颗粒尺寸小于某一临界值时,整个颗粒可沿一个方向自发磁化到饱和而成为单磁畴,称为单畴颗粒。粉末的单畴颗粒之间存在着磁性吸引力，很难分散。

e、颗粒表面不平滑引起的机械咬合力

5、均一球形颗粒的基本排列层